基于非线性反馈积分滑模控制的船舶航向自动舵设计

为设计一种节能并且鲁棒性强的船舶航向保持控制器,将非线性反馈算法与积分滑模控制相结合,设计非线性反馈积分滑模控制器用于船舶航向保持。非线性反馈积分滑模控制器建立在积分滑模控制器的基础上,利用非线性函数处理反馈误差,从而达到节能的作用。证明了积分滑模曲面的李雅普诺夫稳定性,并进行了仿真实验。从仿真结果可以看出,非线性反馈积分滑模控制在不影响航向保持精度的前提下,能够降低舵力,但是,船舶的横漂运动和转艏运动会受到影响。在设计非线性反馈积分滑模控制器的同时,分析了非线性反馈算法对船舶各状态的影响,对非线性反馈算法的进一步改进具有一定的参考价值。     

基于冗余技术的舵机控制系统设计与应用

舵机作为维持及改变船舶航向的重要辅机设备,其可靠运行对保障船舶的航行安全至关重要。文章介绍了一种采用CAN总线冗余、CPU软冗余技术的舵机控制系统设计,重点分析冗余CAN通信系统的架构与原理以及CPU软冗余系统软、硬件配置。实际使用效果表明:控制系统数字化及可靠性水平得到较大的提升。     

电液比例控制多轮独立转向技术研究

提出了进行多轮转向技术研究的重要现实意义.详细阐述了多轮独立转向系统总体设计思路和多轮独立转向控制策略,重点论述了基于CAN总线的电液比例控制多轮独立转向系统的构建.最后以本实验室四轮独立转向样车的试验情况验证多轮独立转向技术的可行性及实用性.     

船舶高速液压舵机系统设计与仿真

进行船舶高速液压舵机系统设计,介绍系统基本结构与原理,重点对高速舵机进行设计要素分析及系统仿真,采用前馈控制策略,并对系统的动态响应及频率特性等进行分析。结果表明:该设计满足性能指标要求。     

基于测试性建模的调距桨装置电液系统故障诊断

从调距桨装置电液系统测试性分析出发，开展调距桨装置电液系统诊断策略优化研究，使用基于故障概率和信息熵的Rollout算法进行测试序列优化，最终形成一套基于测试性建模的调距桨装置电液系统离线式故障诊断系统，在调距桨装置电液系统试验台架上完成验证，可以正确定位模拟故障，具备指导用户进行现场故障诊断与定位的能力。     

Robust adaptive course-keeping control of under-actuated ships with the rudder failure北大核心CSCD

[目的]针对舵机故障、控制增益未知和海洋环境干扰情况下的欠驱动船舶航向保持问题,设计一种考虑舵机故障的船舶鲁棒自适应航向保持控制算法。[方法]通过结合鲁棒神经阻尼技术和自适应方法,对繁重的神经网络权值进行横向压缩,仅需设计2个自适应学习参数对未知增益和舵机故障参数在线补偿,以确保船舶在舵机故障的情况下能够有效执行航向保持任务。通过李雅普诺夫理论,证明所提出的控制器半全局最终一致稳定有界(semi-global uniform and ultimately bounded,SGUUB)。最后以“育鲲”轮为仿真对象,建立非线性Nomoto数学模型,在海洋干扰下进行对比仿真试验验证。[结果]结果表明,在此策略下,“育鲲”轮在舵机故障情况下平均舵角输出比仿真试验中所对比的传统方法降低了51%,可改善航向保持控制效果。[结论]研究结果可为欠驱动船舶的航向保持控制问题提供借鉴。